DE19964040A1 - Walzverfahren für ein Profil, insbesondere ein Flanschprofil, und hiermit korrespondierendes Universalwalzgerüst - Google Patents

Walzverfahren für ein Profil, insbesondere ein Flanschprofil, und hiermit korrespondierendes Universalwalzgerüst

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Abstract

Ein Profil (1) wird in einem Universalwalzgerüst mit Horizontalwalzen (2, 3) und Vertikalwalzen (4, 5) mit einer vertikalen Walzenmitte (6, 7) gewalzt. Zumindest die Horizontalwalzen (2, 3) werden hydraulisch angestellt. Den Horizontalwalzen (2, 3) werden ein Horizontal-Sollwalzspalt (h*) und ein Zusatzsollwert (o*) vorgegeben. Aufgrund des Horizontal-Sollwalzspaltes (h*) werden die Horizontalwalzen (2, 3) symmetrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte (6, 7), aufgrund des Zusatzsollwertes (o*) gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für ein Profil, insbesondere ein Flanschprofil, in einem Universal­ walzgerüst mit Horizontalwalzen und Vertikalwalzen mit einer vertikalen Walzenmitte, wobei die Horizontalwalzen entspre­ chend einem vorgegebenen Horizontal-Sollwalzspalt gegeneinan­ der auf einen Horizontal-Istwalzspalt angestellt werden, wo­ bei die Vertikalwalzen gegen die Horizontalwalzen auf Verti­ kal-Istwalzspalte angestellt werden. Sie betrifft ferner ein hiermit korrespondierendes Universalwalzgerüst.
Ein derartiges Walzverfahren und das hiermit korrespondieren­ de Universalwalzgerüst sind beispielsweise aus der DE 38 34 587 A1 bekannt. In dieser Schrift ist nicht erwähnt, daß die Horizontalwalzen aufgrund des Horizontal-Sollwalzspaltes sym­ metrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte verstellt wer­ den. Dies ist aber allgemein üblich.
Im eingangs genannten Stand der Technik ist eine Walzgerüst­ gruppe beschrieben, welche zwei Universalwalzgerüste auf­ weist, zwischen denen ein Flanschenstauchgerüst angeordnet ist. Beim Stand der Technik ist die Höhenlage des Flanschen­ stauchgerüsts einstellbar, um die Stegmitte des gewalzten Profils zu korrigieren.
Das Verfahren und das Walzgerüst des Standes der Technik ar­ beiten bereits recht gut, aber noch nicht vollständig befrie­ digend. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Walzverfahren für ein Profil und ein hiermit kor­ respondierendes Universalwalzgerüst zu schaffen, mittels de­ rer Profile noch besser, insbesondere mit geringeren Toleran­ zen, walzbar sind.
Die Aufgabe wird für das Walzverfahren dadurch gelöst, daß die Horizontalwalzen über Hydraulikzylindereinheiten auf den Horizontal-Istwalzspalt angestellt werden und den Hydraulik­ zylindereinheiten ein Zusatzsollwert vorgegeben wird, auf­ grund dessen die Horizontalwalzen gleichsinnig um den glei­ chen Betrag vertikal verstellt werden.
Hiermit korrespondierend wird die Aufgabe für das Universal­ walzgerüst dadurch gelöst, daß die Stellglieder für die Hori­ zontalwalzen als Hydraulikzylindereinheiten ausgebildet sind und den Stellgliedern für die Horizontalwalzen ein Zusatz­ sollwert vorgebbar ist, aufgrund dessen die Horizontalwalzen gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellbar sind.
Es ist möglich, den Zusatzsollwert vor dem Walzen des Profils vorzugeben und während des Walzens nicht mehr zu verändern. Hydraulikzylindereinheiten sind aber auch unter Last anstell­ bar. Es ist daher auch möglich, daß der Zusatzsollwert wäh­ rend des Walzens des Profils geändert wird.
Das Walzverfahren liefert besonders gute Ergebnisse, wenn das gewalzte Profil mit einem Sollprofil verglichen wird und der Zusatzsollwert anhand des Vergleichs des gewalzten Profils mit dem Sollprofil ermittelt wird.
Wenn das Vergleichen des gewalzten Profils mit dem Sollprofil und das Ermitteln des Zusatzsollwerts in einem Profilregler erfolgt, erfolgt eine automatische Optimierung des Zusatz­ sollwerts. Insbesondere in einem derartigen automatisierten Regelverfahren ist ein Ändern des Zusatzsollwerts auch wäh­ rend des Walzens des Profils sinnvoll.
Wenn die Vertikalwalzen über Hydraulikzylindereinheiten auf die Vertikal-Istwalzspalte angestellt werden, ergibt sich ein vollhydraulisches Universalwalzgerüst.
Wenn eine den Horizontal- und Vertikalwalzen vorgeordnete Komponente und/oder eine den Horizontal- und Vertikalwalzen nachgeordnete Komponente für das Profil aufgrund des Zusatz­ sollwertes vertikal verstellt wird bzw. werden, können Biege­ spannungen im zu walzenden Profil bzw. im gewalzten Profil gezielt beeinflußt werden. Insbesondere können sie minimiert werden. Die Vertikalverstellung der vorgeordneten Komponente und/oder der nachgeordneten Komponente kann dabei je nach Komponente gleich- oder gegensinnig wirken und so groß wie oder kleiner als der Zusatzsollwert sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbin­ dung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
Fig. 1 ein Universalwalzgerüst von vorne,
Fig. 2 ein Anstellverfahren für Horizontalwalzen und
Fig. 3 das Universalwalzgerüst von Fig. 1 von der Seite.
Gemäß Fig. 1 soll ein Profil 1 in einem Universalwalzgerüst gewalzt werden. Das Profil 1 ist gemäß Fig. 1 als symmetri­ sches Doppel-T-Profil ausgebildet. Es könnte aber beispiels­ weise auch als Schienenprofil, als X-Träger, als T-Träger oder als anderes Profil ausgebildet sein.
Das Universalwalzgerüst weist Horizontalwalzen 2, 3 und Ver­ tikalwalzen 4, S auf. Die Vertikalwalzen 4, 5 weisen vertika­ le Walzenmitten 6, 7 auf. Die Vertikalwalzen 4, 5 sind dabei derart in das Universalwalzgerüst eingebaut, daß ihre verti­ kalen Walzenmitten 6, 7 höhengleich angeordnet sind.
Den Walzen 4 bis 7 sind Stellglieder 8 bis 11 zugeordnet. Die Stellglieder 8 bis 11 sind als Hydraulikzylindereinheiten ausgebildet.
Es ist möglich, daß die Walzen 4 bis 7 über nicht dargestell­ te weitere Stellglieder, insbesondere elektromechanische Stellglieder, grob voreinstellbar sind. Entscheidend aber ist, daß die Einstellung von Walzspalten sowohl im lastfreien Zustand als auch unter Last über die Hydraulikzylindereinhei­ ten 8 bis 11 erfolgt. Bei Vorgabe entsprechender Horizontal- bzw. Vertikal-Sollwalzspalte h*, v1*, v2* werden also die Ho­ rizontalwalzen 2, 3 entsprechend dem Horizontal-Sollwalzspalt h* gegeneinander auf einen Horizontal-Istwalzspalt h ange­ stellt. Die Vertikalwalzen 4, 5 werden gegen die Horizontal­ walzen 2, 3 auf Vertikal-Istwalzspalte v1, v2 angestellt. Das Anstellen bzw. Verstellen der Walzen 2 bis 5 erfolgt dabei stets über die Hydraulikzylindereinheiten 8 bis 11.
Gemäß Fig. 2 wird den Horizontalwalzen 2, 3 bzw. deren Hy­ draulikzylindereinheiten 8, 9 zu einem Startzeitpunkt t0 der Horizontal-Sollwalzspalt h* vorgegeben. Den Horizontalwalzen 2, 3 bzw. deren Stellgliedern 8, 9 wird zu diesem Zeitpunkt ferner ein Zusatzsollwert o* vorgegeben.
Aufgrund der Vorgabe der beiden Sollwerte h*, o* werden die Horizontalwalzen 2, 3 bezüglich der vertikalen Walzenmitten 6, 7 auf Istanstellungen x1, x2 verstellt. Die Istanstellung x1 der oberen Horizontalwalze 2 ergibt sich dabei zu x1 = h*/2 + o*. Die Istanstellung x2 der unteren Horizontalwalze 3 ergibt sich zu x2 = -h*/2 + o*. Die Nulllinie ist dabei durch die vertikalen Walzenmitten 6, 7, die ja zusammenfallen, de­ finiert.
Im Ergebnis werden also die Horizontalwalzen 2, 3 aufgrund des Horizontal-Sollwalzspaltes h* bezüglich der vertikalen Walzenmitten 6, 7 symmetrisch verstellt. Aufgrund des Zusatz­ sollwerts o* hingegen werden die Horizontalwalzen 2, 3 gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellt. Es ergibt sich also eine Vertikalverschiebung der Horizontalwal­ zen 2, 3 bezüglich der vertikalen Walzenmitten 6, 7 unter gleichzeitiger Beibehaltung des von dem Horizontalwalzen 2, 3 gebildeten Horizontal-Istwalzspaltes h.
Die Vorgabe der Sollwerte h*, v1*, v2*, o* erfolgt in der Re­ gel vor dem Walzen des Profils 1. Dieses läuft also erst zu einem Einlaufzeitpunkt t1 in das Universalwalzgerüst ein, der nach dem Startzeitpunkt t0 liegt. Zu einem späteren Auslauf­ zeitpunkt t2 läuft das Profil 1 dann wieder aus dem Univer­ salwalzgerüst aus.
In der Regel werden die Sollwalzspalte h*, v1*, v2* sowie der Zusatzsollwert o* während des Walzens des Profils 1 konstant gehalten. Es ist aber auch möglich, die Werte h*, v1*, v2*, o* während des Walzens des Profils 1 zu ändern. Beispielswei­ se kann zu einem Änderungszeitpunkt t3, der zwischen dem Ein­ laufzeitpunkt t1 und dem Auslaufzeitpunkt t2 liegt, ein neuer Zusatzsollwert o* vorgegeben werden. Auch eine Änderung der Sollwalzspalte h*, v1*, v2* ist möglich.
Gemäß Fig. 3 ist den Horizontal- und Vertikalwalzen 2-5 ein Profilmeßgerät 12 nachgeordnet. Mittels des Profilmeßge­ räts 12 ist das gewalzte Profil 1 erfaßbar. Das Profilmeßge­ rät 12 ist mit einem Profilregler 13 regeltechnisch verbun­ den. Dem Profilregler 13 ist ein Sollprofil P* zuführbar. Der Profilregler 13 vergleicht das gewalzte Profil 1 mit dem Sollprofil P* und ermittelt anhand des Vergleichs den Zusatz­ sollwert o*.
Der Profilregler 13 ist mit den Stellgliedern 8, 9 für die Horizontalwalzen 2, 3 steuerungstechnisch verbunden. Er kann also direkt den Zusatzsollwert o* an die Stellglieder 8, 9 übermitteln. Die Übermittlung kann dabei wahlweise kontinu­ ierlich oder diskret (d. h. zwischen zwei zu walzenden Profi­ len 1) erfolgen.
Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich ist, ist den Horizontal- und Vertikalwalzen 2-5 ein Rollgang 14 für das Profil 1 vorgeordnet. Ferner ist den Horizontal- und Vertikalwalzen 2-5 ein Flanschenstauchgerüst 15 für das Profil 1 nachgeord­ net. Der Rollgang 14 und das Flanschenstauchgerüst 15 bilden je eine dem Universalwalzgerüst vor- bzw. nachgeordnete Kom­ ponente 14, 15. Die Komponenten 14, 15 sind über Stellglieder 16, 17 vertikal verstellbar. Die Stellglieder 16, 17 können wieder als Hydraulikzylindereinheiten ausgebildet sein. Den Komponenten 14, 15 bzw. deren Stellgliedern 16, 17 wird eben­ falls der Zusatzsollwert o* zugeführt. Damit können auch die Komponenten 14, 15 aufgrund des Zusatzsollwertes o* vertikal verstellt werden. Die Vertikalverstellung der Komponenten 14, 15 kann dabei gleich- oder gegensinnig wirken und so groß wie oder kleiner als der Zusatzsollwert o* sein. Beispielsweise kann der Rollgang 14 aufgrund des Zusatzsollwertes o* gleich­ sinnig um den gleichen Betrag wie die Horizontalwalzen 2, 3 verstellt werden, das Flanschenstauchgerüst 15 gegensinnig um einen Teil des Zusatzsollwertes o*.
Mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahren und dem hiermit kor­ respondierenden Universalwalzgerüst wird das gleichsinnige vertikale Verstellen der Horizontalwalzen 2, 3 - insbesondere während des Walzens des Profils 1 - ermöglicht. Auch sind er­ heblich geringere Toleranzen einhaltbar als im Stand der Technik.
Bezugszeichenliste
1
Profil
2-5
Walzen
6
,
7
vertikale Walzenmitten
8-11
,
16
,
17
Stellglieder
12
Profilmeßgerät
13
Profilregler
14
,
15
Komponenten
h, h* Horizontalwalzspalte
o* Zusatzsollwert
p* Sollprofil
to bis t3 Zeitpunkte
v1, v1*, v2, v2* Vertikalwalzspalte
x1, x2 Istanstellungen

Claims (12)

1. Walzverfahren für ein Profil (1), insbesondere ein Flanschprofil (2), in einem Universalwalzgerüst mit Hori­ zontalwalzen (2, 3) und Vertikalwalzen (4, 5) mit einer vertikalen Walzenmitte (6, 7),
  • - wobei die Horizontalwalzen (2, 3) entsprechend einem vorgegebenen Horizontal-Sollwalzspalt (h*) gegenein­ ander auf einen Horizontal-Istwalzspalt (h) ange­ stellt werden,
  • - wobei die Vertikalwalzen (4, 5) gegen die Horizontal­ walzen (2, 3) auf Vertikal-Istwalzspalte (v1, v2) an­ gestellt werden,
  • - wobei die Horizontalwalzen (2, 3) aufgrund des Hori­ zontal-Sollwalzspaltes (h*) symmetrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte (6, 7) verstellt werden,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Horizontalwalzen (2, 3) über Hydraulikzylin­ dereinheiten (8, 9) auf den Horizontal-Istwalzspalt (h) angestellt werden und
  • - daß den Hydraulikzylindereinheiten (8, 9) ein Zusatz­ sollwert (o*) vorgegeben wird, aufgrund dessen die Horizontalwalzen (2, 3) gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellt werden.
2. Walzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzsollwert (o*) vor dem Walzen des Profils (1) vorgegeben wird.
3. Walzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzsollwert (o*) während des Walzens des Pro­ fils (1) geändert wird.
4. Walzverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gewalzte Profil (1) mit einem Sollprofil (P*) verglichen wird und daß der Zusatzsollwert (o*) anhand des Vergleichs des gewalzten Profils (1) mit dem Sollpro­ fil (P*) ermittelt wird.
5. Walzverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichen des gewalzten Profils (1) mit dem Sollprofil (P*) und das Ermitteln des Zusatzsollwerts (o*) in einem Profilregler (13) erfolgt.
6. Walzverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalwalzen (4, 5) über Hydraulikzylinderein­ heiten (10, 11) auf die Vertikal-Istwalzspalte (v1, v2) angestellt werden.
7. Walzverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) vor­ geordnete Komponente (14) und/oder eine den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) nachgeordnete Komponente (15) für das Profil (1) aufgrund des Zusatzsollwertes (o*) vertikal verstellt wird bzw. werden.
8. Universalwalzgerüst zum Walzen eines Profils (1), insbe­ sondere eines Flanschprofils (1), mit Horizontalwalzen (2, 3) und Vertikalwalzen (4, 5) mit einer vertikalen Walzenmitte (6, 7),
  • - mit Stellgliedern (8, 9) für die Horizontalwalzen (2, 3), so daß die Horizontalwalzen (2, 3) von den Stell­ gliedern (8, 9) entsprechend einem Horizontal-Soll­ walzspalt (h*) gegeneinander auf einen Horizontal- Istwalzspalt (h) anstellbar sind,
  • - mit Stellgliedern (10, 11) für die Vertikalwalzen (4, 5), so daß die Vertikalwalzen (4, 5) gegen die Hori­ zontalwalzen (2, 3) auf Vertikal-Istwalzspalte (v1, v2) anstellbar sind,
  • - wobei die Horizontalwalzen (2, 3) aufgrund des Hori­ zontal-Sollwalzspaltes (h*) symmetrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte (6, 7) verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Stellglieder (8, 9) für die Horizontalwalzen (2, 3) als Hydraulikzylindereinheiten (8, 9) ausge­ bildet sind und
  • - daß den Stellgliedern (8, 9) für die Horizontalwalzen (2, 3) ein Zusatzsollwert (o*) vorgebbar ist, auf­ grund dessen die Horizontalwalzen (2, 3) gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellbar sind.
9. Universalwalzgerüst nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) ein Pro­ filmeßgerät (12) nachgeordnet ist, mittels dessen das ge­ walzte Profil (1) erfaßbar ist.
10. Universalwalzgerüst nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilmeßgerät (12) mit einem Profilregler (13) regeltechnisch verbunden ist, daß dem Profilregler (13) ein Sollprofil (P*) zuführbar ist und daß der Profilreg­ ler (13) mit den Stellgliedern (8, 9) für die Horizontal­ walzen (2, 3) steuerungstechnisch verbunden ist.
11. Universalwalzgerüst nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (10, 11) für die Vertikalwalzen (4, 5) als Hydraulikzylindereinheiten (10, 11) ausgebildet sind.
12. Universalwalzgerüst nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) eine Kom­ ponente (14) für das Profil (1) vorgeordnet und/oder eine Komponente (15) für das Profil (1) nachgeordnet ist, daß den Komponenten (14, 15) für das Profil (1) der Zusatz­ sollwert (o*) zuführbar ist und daß die Komponenten (14, 15) für das Profil (1) aufgrund des Zusatzsollwertes (o*) vertikal verstellbar sind.
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